Hvordan påvirker det at ændre luftindhold på airgel termisk ledende belægningsydelse?

Indholdsfortegnelse

1. Industri Baggrund og teknologiudviklingsbehov

2. Korrelationsmekanisme mellem Airgel -indhold og termisk ledningsevne

3. Eksperimentelle data: Effekt af airgel -gradientsubstitution på belægningsydelse

4. typisk tilfælde: Anvendelse af airgelbelægninger i industri og konstruktion

5. Tekniske udfordringer og fremtidige udviklingsretninger

6. Datatabel: Sammenligning af Airgel -indhold og coating -præstationsindikatorer

1. Industri Baggrund og teknologiudviklingsbehov

I de senere år, med fremme af global energitransformation og det "dobbelte kulstof" -mål, er højeffektivitet og energibesparende materialer blevet kernebehovet inden for byggeri, ny energi, rumfart osv.Airgel termisk malinger det faste materiale med den laveste termiske ledningsevne (så lav som 0. 012w/(M · K) 1 ved stuetemperatur). Den termiske ledende belægning dannet af Airgel og Polymer Matrix har flere funktioner, såsom letvægt, varmeisolering og brandforebyggelse. Markedsstørrelsen har en gennemsnitlig årlig vækstrate på 18%. Imidlertid er det ikke-lineære forhold mellem Airgel-indhold og belægningsydelse blevet en vigtig teknisk flaskehals, der begrænser sin store applikation.

 

 

2. Korrelationsmekanisme mellem Airgel -indhold og termisk ledningsevne

2.1 Triple-action-model af termisk ledningsevne sti

Den nanoporøse struktur af Airgel påvirker den termiske ledningsevne af belægninger gennem følgende mekanismer:

Termisk ledningsinhibering: Porøsiteten af ​​Airgel er så høj som 99,9%, og dets tredimensionelle netværksskelet udvider varmeoverførselsstien til 5-10 gange det af traditionelle materialer;

Termisk konvektionsblokering: porestørrelsen under 70 nm begrænser den frie sti af gasmolekyler, der danner en "nul konvektionseffekt";

Termisk strålingsspredning: Skyggeeffekten af ​​airgel -skelettet kan reducere infrarød strålingsvarmeoverførsel med mere end 80%.

2.2 Kritisk effekt af indholdsændring

Eksperimentet viser, at nårAirgel Arkitektonisk belægningIndholdet stiger fra 1 0% til 25%, den termiske ledningsevne af belægningen falder fra {{4}. 0 8w/(m · k) til 0,03W/(m · k); Men når det overstiger 30%, stiger belægningens revner på grund af utilstrækkelig andel af filmdannende stoffer, og den termiske ledningsevne stiger tilbage til 0,05W/(M · K). Dette indikerer, at der er et optimalt doseringsområde.

3. Eksperimentelle data: Effekt af airgel -gradientsubstitution på belægningsydelse

Hubei Huifu Nano og andre virksomheder har afsløret følgende regler gennem gradientudskiftningseksperimenter af fumed silica (HB -630) og Airgel:

Datatolkning:

Peak-vedhæftning: Ved 40% udskiftningsforhold forbedrer nano-skala-spredningen af ​​fumed silica grænsefladebindingsstyrken, og vedhæftningen øges med 38%;

Styrke dæmpningsbøjningspunkt: Efter mere end 80% udskiftning, fumed silica -agglomerater og forårsager stresskoncentration, og styrken falder med 30%;

Økonomisk balancepunkt: Det sammensatte system på 25% Airgel + 75% fumed silica reducerer de samlede omkostninger med 42%.

4. typisk tilfælde: Anvendelse af airgelbelægninger i industri og konstruktion

4.1 Termisk styring af nye energibatterier

AJ1025 keramisk fiber Airgel -isolering følt sig udviklet af Jiayun Nye materialer bruges i effektbatterimoduler:

Temperaturforskellen i battercellen styres inden for ± 2 grader, og den termiske løbsklokeringstid forlænges til 30 minutter;

1 mm tykkelse kan opnå 1200 graders termisk chokbeskyttelse, hvilket er 60% lettere end traditionelle keramiske fibre.

4.2 Energibesparende transformation af bygninger

Anvendelsen af ​​Silicon Airgel -belægning af Zhejiang Runfew New Material Co., Ltd i et kommercielt kompleks i Wuhan viser:

Efter belægning af 2 mm reduceres overfladetemperaturen på den udvendige væg om sommeren med 18 grader, og airconditionenergiforbruget reduceres med 34%;

The water repellency is >99,6%, der løser formproblemet forårsaget af fugt i det traditionelle isoleringslag.

5. Tekniske udfordringer og fremtidige udviklingsretninger

5.1 Eksisterende tekniske flaskehalse

Spredningens ensartethed: Aerogler har en tendens til at samle i harpikser, og forbehandlingsteknologier, såsom plasmamodifikation, skal udvikles;

Mekanisk egenskabsdæmpning: Ved 25% indhold er trækstyrken 50% lavere end for ren harpiks, og carbon nanorør skal indføres til forstærkning.

5.2 Innovationsbrudsretning

Gradient Composite Structure: "Sandwich" -belægningen (ReflaytroplysningAirgel pulvermaling+ Middle Barrier Layer + bundklæbende lag) Udviklet af Nanjing University of Technology Team Team øger kun rygtemperaturen med 65 grader ved 1200 grader;

Intelligent belægning: Det kinesiske videnskabsakademi udvikler en temperaturfølsom luftbelægning, hvis termiske ledningsevne automatisk kan justeres med ± 15% med temperaturændringer.

6. Datatabel: Sammenligning af Airgel -indhold og coating -præstationsindikatorer

Konklusion

Optimering af airgelindhold og termisk ledende belægningsydelse er en multi-parameter synergistisk proces, som kræver gennembrud i krydset mellem materialevidenskab, væskemekanik, termisk teknik og andre discipliner. Med den teknologiske iteration af virksomheder som Jiayun nye materialer og Huifu Nano forventes det, at det globale Airgel -belægningsmarked i 2026 vil overstige 8 milliarder dollars, danne titusinder af milliarder af applikationsscenarier inden for bygningens energibesparelse, nye energikøretøjer, industrielle pipelinjer osv. I fremtiden vil intelligensen og funktionen integration af luftbelægninger blive hovedmænd.